“第九颗行星”的新线索——哈勃锁定了奇异的系外行星,它的轨道非常遥远

双星HD 106906

这个哈勃太空望远镜图像显示了双星HD 106906周围的环境。这里的辉煌光线掩盖了这里允许看到系统中的微弱功能。恒星的形状盘是不对称的并且失真,也许是由于在非常大的轨道上的WATWANT行星HD 106906b的引力级别。资料来源:NASA, ESA, M. Nguyen(加州大学伯克利分校),R. De Rosa(欧洲南方天文台),P. Kalas(加州大学伯克利分校和SETI研究所)

这一发现表明,人们长期寻找的行星9——如果它确实存在的话——可能很早就形成了。

虽然在过去的60年里,我们太阳系的每一颗行星都有航天器访问过,但太阳系的外部边界,更远的地方海王星几乎没有人涉足。有间接证据表明,一颗质量是地球五倍的行星——被称为行星九——可能潜伏在那里的深渊中。如果它是真的,它将沿着一个非常宽的轨道爬行,其距离太阳的距离是地球的800倍。虽然天文学家们还没有找到这个传奇的世界——如果它真的存在的话——但他们已经在336光年之外发现了另一条线索。

分析了双星的哈勃图像的天文学家,HD 106906,在一个巨大的15000年漫长的轨道上发现了一个行星,从它的恒星Duo扫除它,因为行星九个将来自我们的太阳。这是一个观察性证据,即类似地遍布世界各地的遥远世界。研究人员假设地球在行星弹球比赛中卷起的行星在那里,传递星的引力拉动修改了轨道的形状。也许通过明星对46亿年前的太阳系产生了类似的影响。

系外行星HD 106906b轨道

这张哈勃太空望远镜拍摄的图像显示了这颗质量为11个木星的系外行星HD 106906b的可能轨道(椭圆线)。这颗行星位于其系统的环绕恒星的碎片盘之外,这个碎片盘类似于海王星之外由小而冰冷的天体组成的柯伊伯带。圆盘本身是不对称和扭曲的,可能是由于这颗任性的行星的引力牵引。图像中的其他光点是背景恒星。资料来源:NASA, ESA, M. Nguyen(加州大学伯克利分校),R. De Rosa(欧洲南方天文台),P. Kalas(加州大学伯克利分校和SETI研究所)

一颗行星以一颗不太可能的轨道围绕着336光年远的双星运行,这可能为离家更近的一个谜题提供了线索:我们太阳系中一个假设的遥远天体,被称为“九号行星”。

这是天文学家第一次能够测量一个质量物体的运动木星类似行星,在离其主恒星和可见的碎片盘非常远的轨道上运行。这个圆盘与我们的柯伊伯带相似,柯伊伯带是海王星之外的小而冰冷的天体。在我们自己的太阳系中,被怀疑的九号行星也会在柯伊伯带之外,以类似的奇怪轨道运行。虽然对九号行星的搜寻还在继续,但这太阳系外行星这一发现证明了这种奇怪的轨道是可能存在的。

“这个系统与我们的太阳系有着潜在的独特的比较,”论文的主要作者,来自the加州大学伯克利分校。“它与它的主星在一个偏心且高度失调的轨道上非常分离,就像对第九大行星的预测一样。这回避了这些行星是如何形成和进化到现在的形态的问题。”

这个气体巨星所在的星系只有1500万年的历史。这表明,我们的行星9——如果它确实存在的话——可能是在我们46亿年的太阳系演化的早期形成的。

极端轨道

2013年,智利阿塔卡马沙漠拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜发现了这颗与木星质量11倍的系外行星HD 106906 b。然而,天文学家对这颗行星的轨道一无所知。这只需要一些东西哈勃太空望远镜能做的事:收集非常精确的关于流浪号14年来运动的测量数据,非常精确。该团队使用了来自哈勃档案馆的数据,为这种运动提供了证据。

这颗系外行星离它的一对明亮的年轻恒星非常远,是地球到太阳距离的730倍,或近68亿英里。距离如此之远,使得在哈勃观测到的相对较短的时间内确定1.5万年长的轨道变得非常具有挑战性。由于其遥远的母恒星的微弱引力,这颗行星在其轨道上爬行得非常缓慢。

哈勃团队惊讶地发现,这颗遥远的星球有一个非常不对齐的、细长的、位于环绕着这颗系外行星的双主恒星的碎片盘外部的极端轨道。碎片盘本身看起来很不寻常,可能是由于这颗任性的行星的引力牵引。

系外行星HD 106906b

这颗质量为11个木星的系外行星被称为HD 106906b,在这幅艺术家的插图中,它不太可能围绕336光年之外的一颗双星运行。它可能为离地球更近的东西提供了线索:一个假设的太阳系遥远成员,被称为“九号行星”。“这是天文学家第一次能够测量一个巨大的类木行星的运动,该行星的轨道离其主恒星和可见的碎片盘非常远。来源:NASA, ESA和M. Kornmesser (ESA/哈勃)

它是怎么到那里的?

那么,这颗系外行星是如何到达如此遥远且奇怪的倾斜轨道的呢?流行的理论是,它是在离它的恒星更近的地方形成的,大约是地球到太阳距离的三倍。但在该系统的气体盘内的拖拽导致行星的轨道衰变,迫使它向内迁移到它的恒星对。随后,这两颗旋转的双星的引力作用把它踢到了一个偏心轨道上,几乎把它扔出了这个系统,扔进了星际空间的空隙中。然后,一颗来自太阳系外的恒星稳定了这颗系外行星的轨道,阻止它离开自己的星系。

2019年,智利圣地亚哥的欧洲南方天文台(European Southern Observatory)的团队成员罗伯特·德·罗莎(Robert De Rosa)和加州大学(University of California)的保罗·卡拉斯(Paul Kalas)通过欧洲航天局(European Space Agency)盖亚勘测卫星(Gaia survey)的精确距离和运动测量数据识别出了候选经过恒星。

一个凌乱的磁盘

在2015年发表的一项研究中,卡拉斯领导的一个团队发现了这颗失控行星行为的间接证据:该系统的碎片盘是强烈不对称的,而不是呈圆形的“披萨饼”状分布的物质。圆盘的一侧相对于另一侧被截断,它也被垂直扰动,而不是像在恒星的另一侧所看到的那样被限制在一个狭窄的平面上。

“我们的想法是,每当这颗行星接近双星时,它就会搅动圆盘中的物质,”德罗萨解释说。“所以,行星每次经过时,都会截断圆盘,把它推到一边。这一设想已经在类似轨道上的行星上通过该系统的模拟进行了测试——这是在我们知道行星的轨道之前。”

卡拉斯解释说:“这就像到达了一场车祸的现场,你试图重现发生了什么。”“是不是路过的恒星使行星发生了扰动,然后行星又使圆盘发生了扰动?”是不是中间的双星首先使行星发生了扰动,然后又使圆盘发生了扰动?还是路过的恒星同时扰乱了行星和圆盘?这是一项天文探测工作,收集我们需要的证据,从而得出一些关于这里发生的事情的可信的故事情节。”

九号行星的代理人?

HD 106906b的奇异轨道在某种程度上类似于假设的行星9最终在我们太阳系的外围,远远超出其他行星的轨道,也超出柯伊伯带。九号行星可能是在太阳系内部形成的,由于与木星的相互作用而被淘汰。然而,木星——我们太阳系中众所周知的800磅重的大猩猩——很有可能将第九颗行星抛向更远的地方冥王星。经过的恒星可能通过将轨道轨道推离木星和太阳系内的其他行星,使被踢出的行星的轨道稳定下来。

卡拉斯说:“这就好像我们有一台时间机器,让我们的行星系统回到46亿年前,看看我们年轻的太阳系动态活跃时发生了什么,一切都在相互推挤和重新安排。”

到目前为止,天文学家只有9号行星存在的间接证据。他们在海王星之外发现了一群小天体,它们的运行轨道与太阳系的其他天体不同。一些天文学家说,这种结构表明,这些物体是在一个巨大的、看不见的行星的引力作用下聚集在一起的。另一种理论认为,并不存在一个巨大的扰动行星,相反,这种不平衡是由多个小得多的物体的综合引力影响造成的。另一种理论是,第九大行星根本不存在,小天体的聚集可能只是统计上的异常现象。

是韦伯望远镜的目标

科学家们使用美国国家航空航天局即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜计划获得HD 106906b的数据,以了解这个星球的细节。“你可以问的一个问题是:这颗行星周围有自己的碎片系统吗?它是否在每次接近主星时都能捕捉到物质?你可以通过韦伯的热红外数据进行测量,”德罗莎说。“此外,在帮助理解轨道方面,我认为韦伯将有助于确认我们的结果。”

因为韦伯对更小的土星-质量大的行星,它可能能够探测到其他从这个和其他内行星系统中喷射出来的系外行星。Nguyen解释说:“有了韦伯,我们就可以开始寻找更古老和更暗淡的行星。”韦伯望远镜独特的灵敏度和成像能力将为探测和研究这些非常规行星和系统提供新的可能性。

该研究小组的研究结果发表在2020年12月10日的《科学》杂志上天文杂志

参考:Meiji M. Nguyen、Robert J. De Rosa和Paul Kalas的《首次探测HD 106906 b的轨道运动:一个在类九行星轨道上的宽分离系外行星》,2020年12月10日,天文杂志
1538 - 3881 . DOI: 10.3847 / / abc012

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局(ESA)之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理着这台望远镜。位于马里兰州巴尔的摩市的空间望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学操作。STScI是由位于华盛顿特区的大学天文学研究协会为NASA运营的

4评论论“新的线索”到“行星九” - 哈勃别针下近奇怪的外延网上的远程轨道“

  1. …所以!
    让我看看。好吧,在它被看到之前,我们可以说这样一个轨道可能适合于阿尔伯特的重力模型。
    祝你好运……

  2. 南希·b。刘易斯|2020年12月10日下午1:15|回复

    奇怪的不稳定轨道或绕回轨道的飞行轨迹也可能表明有磁芯。

  3. 如果9号行星的轨道与地球同步,将太阳置于我们之间以防止被发现会怎样?
    太阳的其他一侧的太空中的太空望远镜可能会捡起它。

  4. 你怎么从来不讲地球天使的历史?事实上,确实有这样的人,我过去常常梦见他们。他们有像地球上的人一样的“大”体育场,也享受着“奇观”!“好吧,外面有,而且他们可能比我们更聪明。

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